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ANSYS软件中钢筋混凝土有限元分析模型的建立

2023-09-10 21:07阅读:
编辑:杭州那泰科技 www.nataid.com
ANSYS软件中钢筋混凝土有限元分析模型的建立
ANSYS作为优秀的有限元分析软件应用非常广泛,其内部设定了专门针对混凝土材料的三维实体单元形式Solid65,并建立了三维情况下的混凝土破坏准则,提供了很多缺省参数,从而为使用者提供了方便。
钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式可以分为3
(1)整体式模型直接利用Solid65提供的实参数建模,其优点是建模方便,分析效率高,缺点是不适用于钢筋分布不均匀的区域。本文箍筋的建模采用这一方法。
(2)分离式模型,位移协调用空间杆单元Link8建立钢筋模型,并和混凝土单元共用节点。其优点是可任意布置钢筋,而且钢筋内力比较容得到。本文纵筋的建模采用此方法。
(3)分离式模型,界面单元考虑混凝土和钢筋之间的粘贴滑移,需要建立界面单元来模拟混凝土和钢筋之间的粘结滑移本构关系。
由于粘贴树脂强度足够,剥离破坏一般发生在混凝土内表面,所以不考虑碳纤维底板和混凝土的粘结滑移,没有就粘贴树脂而建立界面单元,将梁底混凝土单元划分足够细,通过观察裂缝发展,确定剥离荷载。模型网格划分如图所示。
碳纤维布浸润树脂后形成的片材本身厚度较薄,根据此材料特性,采用三维壳单元Shell41模拟,此单元每个节点有3个自由度,而且只有面内抗拉刚度而无面外抗弯刚度。
本文采用3种单元类型Link8(纵筋),Solid65+Rebars(混凝土和箍筋),Shell41(CFRP)。不考虑钢筋和CFRP与混凝土之间的粘结滑移本构关系而采取共用节点的方法,同时,考虑到结构和荷载的对称性,为了研究的方便只取1 /4结构作为研究对象。混凝土本构模型采用sansz公式确定,开口裂缝剪力传递系数为0.3,闭合裂缝剪力传递系数为0.8,并关闭压碎检查以有利于计算收敛。钢筋的本构关系采用双线性随动强化模型,纤维片材的力学性质较为简单,按线弹性输入。
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